JP2009254170A - Motor drive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動回路に関し、例えば光ディスク装置に適用して好適なものである。 The present invention relates to a motor drive circuit, and is suitable for application to, for example, an optical disc apparatus.
従来、光ディスク装置のトレイを開閉駆動するローディングモータの駆動回路としてHブリッジ回路が広く用いられている。 Conventionally, an H-bridge circuit has been widely used as a driving circuit for a loading motor that opens and closes a tray of an optical disc apparatus.
ところで、光ディスク装置においては、装置全体の電源がオフされている場合においても、光ディスクを載置するトレイを手動で閉じることができるが、トレイの開閉動作に伴って当該トレイを開閉駆動するローディングモータも回転動作する。この際、ローディングモータが発電機として動作することになるため、当該ローディングモータの両端子間に逆起電力が発生し、この起電力が過大な場合には、周辺回路の誤動作や故障を誘発するという問題がある。 By the way, in the optical disk apparatus, even when the power of the entire apparatus is turned off, the tray on which the optical disk is placed can be manually closed, but a loading motor that opens and closes the tray in accordance with the opening and closing operation of the tray. Also rotates. At this time, since the loading motor operates as a generator, a counter electromotive force is generated between both terminals of the loading motor, and if this electromotive force is excessive, a malfunction or failure of the peripheral circuit is induced. There is a problem.
かかる問題を解決するための手段として、例えば特許文献1には、ローディングモータの駆動回路であるHブリッジ回路の出力端における電圧が電源電圧よりも所定レベル以上であるかグランドレベルよりも所定レベル以下であるかを検出する過電圧検出回路を設け、電源電圧より所定レベル以上となったHブリッジ回路の出力端に接続されたグランド側の出力トランジスタ又はグランドレベルよりも所定レベル以下となったHブリッジ回路の出力端に接続された電源側の出力トランジスタを過電圧検出回路の出力によりオンすることが開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された発明によると、かかる過電圧検出回路をHブリッジ回路とは別個に設ける必要があり、またこの過電圧検出回路の構成が煩雑であるため、モータ駆動回路全体としての構成が煩雑化し、かつ大型化する問題があった。
However, according to the invention disclosed in
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、モータにおいて発生した逆起電力に起因する誤動作や故障の発生を防止し得る簡易な構成のモータ駆動回路を提案しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to propose a motor drive circuit having a simple configuration capable of preventing malfunctions and failures due to counter electromotive force generated in a motor.
かかる課題を解決するため本発明においては、直列接続された2つのスイッチ素子を少なくとも一組有し、前記2つのスイッチ素子のうち、電源側に接続される一方のスイッチ素子に対して並列にダイオードが接続されると共に、前記2つのスイッチ素子の接続中点に駆動対象のモータの端子が接続されるモータ駆動回路において、前記モータにおいて発生した逆起電力の電圧を、前記2つのスイッチ素子の接続中点から前記2つのスイッチ素子のうちのグランド側に接続される他方のスイッチ素子の入力端に伝達する電圧伝達素子を備え、前記他方のスイッチ素子は、前記電圧伝達素子を介して伝達された前記モータにおいて発生した逆起電力の電圧に基づいてオン動作することを特徴とする。 In order to solve such a problem, in the present invention, at least one set of two switch elements connected in series is provided, and a diode is connected in parallel to one of the two switch elements connected to the power supply side. In the motor drive circuit in which the terminal of the motor to be driven is connected to the connection midpoint of the two switch elements, the back electromotive force voltage generated in the motor is connected to the connection of the two switch elements. A voltage transmission element that transmits from a midpoint to an input terminal of the other switch element connected to the ground side of the two switch elements, the other switch element being transmitted via the voltage transmission element The on-operation is performed based on the voltage of the counter electromotive force generated in the motor.
本発明によれば、モータにおいて発生した逆起電力がダイオードを介して電源と接続された他の回路に悪影響を及ぼすことを防止することができ、かくしてモータにおいて発生した逆起電力に起因する誤動作や故障の発生を防止し得る簡易な構成のモータ駆動回路を実現できる。 According to the present invention, it is possible to prevent the back electromotive force generated in the motor from adversely affecting other circuits connected to the power supply via the diode, and thus malfunction caused by the back electromotive force generated in the motor. It is possible to realize a motor drive circuit having a simple configuration that can prevent the occurrence of a failure.
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)第1の実施の形態
図1において、1は全体として、従来の光ディスク装置において用いられているローディングモータ2のモータ駆動回路を示す。なお、本実施の形態においては、ローディングモータ2はDC(Direct Current)モータであるものとする。
(1) First Embodiment In FIG. 1,
このモータ駆動回路1は、直列接続された第1の上側トランジスタQ1及び第1の下側トランジスタQ3と、直列接続された第2の上側トランジスタQ2及び第2の下側トランジスタQ4とから構成されるいわゆるHブリッジ回路3を備える。本実施の形態の場合、第1及び第2の上側トランジスタQ1,Q2はpnp型トランジスタから構成され、第1及び第2の下側トランジスタQ3,Q4はnpn型トランジスタから構成される。
The
第1の上側トランジスタQ1は、エミッタが電源ラインVcc、コレクタが第1の下側トランジスタQ3のコレクタ、ベースが第1の出力段駆動用アンプ4の出力端とそれぞれ接続されている。また第1の下側トランジスタQ3は、エミッタがグランドラインVgrandに接続され、ベースが第1の出力段駆動用アンプ4の出力端に接続されている。 The first upper transistor Q1 has an emitter connected to the power supply line Vcc, a collector connected to the collector of the first lower transistor Q3, and a base connected to the output terminal of the first output stage driving amplifier 4. The first lower transistor Q3 has an emitter connected to the ground line Vgrand and a base connected to the output terminal of the first output stage driving amplifier 4.
同様に、第2の上側トランジスタQ2は、エミッタが電源ラインVcc、コレクタが第2の下側トランジスタQ2のコレクタ、ベースが第2の出力段駆動用アンプ5の出力端とそれぞれ接続されている。また第2の下側トランジスタQ4は、エミッタがグランドラインVgrandに接続され、ベースが第2の出力段駆動用アンプ5の接続端に接続されている。
Similarly, the second upper transistor Q2 has an emitter connected to the power supply line Vcc, a collector connected to the collector of the second lower transistor Q2, and a base connected to the output terminal of the second output
また第1の上側トランジスタQ1、第2の上側トランジスタQ2、第1の下側トランジスタQ3及び第2の下側トランジスタQ4には、それぞれその第1の上側トランジスタQ1、第2の上側トランジスタQ2、第1の下側トランジスタQ3及び第4の下側トランジスタQ4に流れる電流の方向と逆方向を順方向とするように、第1〜第4の保護ダイオードD1〜D4が並列に接続されている。 The first upper transistor Q1, the second upper transistor Q2, the first lower transistor Q3, and the second lower transistor Q4 include a first upper transistor Q1, a second upper transistor Q2, a second upper transistor Q2, and a second upper transistor Q2, respectively. The first to fourth protection diodes D1 to D4 are connected in parallel so that the direction opposite to the direction of the current flowing through the first lower transistor Q3 and the fourth lower transistor Q4 is the forward direction.
さらに第1の上側トランジスタQ1のエミッタ及び第1の下側トランジスタQ3のエミッタの接続中点P1でなるHブリッジ回路3の一方の出力端と、第2の上側トランジスタQ2のエミッタ及び第2の下側トランジスタQ4のエミッタの接続中点P2でなるHブリッジ回路3の他方の出力端との間には、駆動対象のローディングモータ2が接続されている。
Further, one output terminal of the H-
これによりこのモータ駆動回路1においては、第1及び第2の出力段駆動用アンプ4,5に対して互いに逆相の駆動電圧を印加することによって、かかるローディングモータ2を正転方向及び逆転方向の所望方向に回転駆動することができるようになされている。
As a result, in the
ところで、上述のような従来のモータ駆動回路1において、光ディスク装置の電源がオフされた状態でトレイが人手により閉じられてローディングモータ2が回転駆動された場合、このローディングモータ2が発電機として動作し、ローディングモータ2の両端子間に図2に示すような逆起電力の電圧V1が発生することになる。
By the way, in the conventional
そしてこのとき発生した逆起電力の電圧V1は、図2及び図3に示すように、第1の上側トランジスタQ1のエミッタ及びコレクタ間に接続された第1の保護ダイオードD1によって所定電圧VF分だけ降下された後、電源ラインVcc及びグランドラインVgrand間に接続された信号処理IC(Integrated Circuit)6に印加される。なお図3において、矢印xは、ローディングモータ2において発生した起電力に基づく電流が流れる経路を示す。従って、このとき信号処理IC6に印加される上記逆起電力に基づく電圧V2が信号処理IC6の最大定格電源電圧V3よりも大きい場合、信号処理IC6の誤動作や破壊の原因となる問題がある。
The voltage V1 of the back electromotive force generated at this time is equal to the predetermined voltage VF by the first protection diode D1 connected between the emitter and collector of the first upper transistor Q1, as shown in FIGS. After being lowered, it is applied to a signal processing IC (Integrated Circuit) 6 connected between the power supply line Vcc and the ground line Vgrand. In FIG. 3, an arrow x indicates a path through which a current based on the electromotive force generated in the
そこで図1との対応部分に同一符号を付した図4に示すように、本実施の形態によるモータ駆動回路10においては、図1について上述したモータ駆動回路1に対して、Hブリッジ回路11の一方の出力端と、第1の下側トランジスタQ3の入力端との間が第1の抵抗R1で接続されると共に、Hブリッジ回路11の他方の出力端と、第2の下側トランジスタQ4の入力端との間が第2の抵抗R2で接続されている。
Therefore, as shown in FIG. 4 in which parts corresponding to those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, in the
具体的に、本実施の形態によるモータ駆動回路10の場合、第1の上側トランジスタQ1のコレクタ及び第1の下側トランジスタQ3のコレクタの接続中点P1と、第1の下側トランジスタQ3のベースとの間には所定の抵抗値を有する第1の抵抗R1が接続されると共に、第2の上側トランジスタQ2のコレクタ及び第2の下側トランジスタQ4のコレクタの接続中点P2と、第2の下側トランジスタQ4のベースとの間には第1の抵抗R1と同じ抵抗値を有する第2の抵抗R2が接続されている。
Specifically, in the case of the
かくして本実施のモータ駆動回路10では、本モータ駆動回路10が適用される装置(以下、光ディスク装置とする)の電源がオフされた状態において人手によってローディングモータ2が回転駆動されたときに、当該ローディングモータ2の両端子間に発生した逆起電力による電圧が、第1及び第2の抵抗R1,R2をそれぞれ介して第1及び第2の下側トランジスタQ3,Q4のベースに入力する。
Thus, in the
この場合において、光ディスク装置の電源がオフされている状態のときには、第1及び第2の出力段駆動用アンプ4,5の出力はハイインピーダンスであるため、第1又は第2の下側トランジスタQ3,Q4のベースに上述の逆起電力による電圧が印加される。かくして第1及び第2の下側トランジスタQ3,Q4がオン状態となって、ローディングモータ2の端子と、グランドラインVgrandとが低インピーダンスで接続される。
In this case, when the optical disk apparatus is powered off, the outputs of the first and second output
この結果、図5及び図6に示すように、ローディングモータ2の逆起電力の電圧V10が低減され、この電圧V10が第1の上側トランジスタQ1のエミッタ及びコレクタ間に接続された第1の保護ダイオードD1において所定電圧VF分だけ降下された後、信号処理IC6に印加される。なお、図6において、矢印yは、ローディングモータ2において発生した起電力に基づく電流が流れる経路を示す。
As a result, as shown in FIGS. 5 and 6, the voltage V10 of the back electromotive force of the
従って、図5に示すように、このとき信号処理IC6に印加される上記起電力に基づく電圧V11が信号処理IC6の最大定格電源電圧V3よりも小さくなるため、かかるローディングモータ2の逆起電力によって信号処理IC6が誤動作したり、信号処理IC6に故障が発生することを有効かつ未然に防止することができる。
Accordingly, as shown in FIG. 5, the voltage V11 based on the electromotive force applied to the
なお、かかる第1及び第2の抵抗R1,R2の抵抗値は、第1及び第2の出力段駆動用アンプ4,5が十分駆動可能な抵抗値とする。これにより通常動作時における第1及び第2の下側トランジスタQ3,Q4のベース電圧は、それぞれ対応する第1又は第2の出力段駆動用アンプ4,5の駆動電圧のみによって決定するため、第1及び第2の抵抗R1,R2がHブリッジ回路11の動作に影響を及ぼすことはない。
Note that the resistance values of the first and second resistors R1 and R2 are resistance values that allow the first and second output
以上のように本実施の形態によるモータ駆動回路10によれば、人手によってローディングモータ2が回転駆動されたときに当該ローディングモータ2の両端子間に発生した逆起電力に基づいて信号処理IC6に印加される電圧V11を信号処理IC6の最大定格電源電圧V3よりも小さくすることができ、かくしてローディングモータ2の逆起電力によって信号処理IC6が誤動作したり、信号処理IC6に故障が発生することを有効かつ未然に防止することができる。
As described above, according to the
(2)第2の実施の形態
図1のモータ駆動回路1において、ローディングモータ2がAC(Alternating Current)モータである場合、図7に示すように、光ディスク装置の電源がオフされた状態において人手によってローディングモータ2が回転駆動されたときに当該ローディングモータ2の両端子間に発生する逆起電力による電圧V20は交流波形となる。
(2) Second Embodiment In the
またこの電圧V20が第1の上側トランジスタQ1のエミッタ及びコレクタ間に接続された第1の保護ダイオードD1によって所定電圧VF分だけ降下された図7に示すような波形の電圧V21が信号処理IC6に印加される。従って、このとき信号処理IC6に印加される電圧V21の最大値が信号処理IC6の最大定格電源電圧V3よりも大きい場合、ローディングモータ2がDCモータであるときと同様に、信号処理IC6の誤動作や故障の原因となる問題がある。
Further, the voltage V21 having a waveform as shown in FIG. 7 in which the voltage V20 is dropped by a predetermined voltage VF by the first protection diode D1 connected between the emitter and collector of the first upper transistor Q1 is supplied to the
そこで図1との対応部分に同一符号を付した図8に示すように、本実施の形態によるモータ駆動回路30においては、ローディングモータ31がACモータであることを前提として、Hブリッジ回路32の一方の出力端と、第1の下側トランジスタQ3の入力端との間を第1のコンデンサC1が接続されると共に、Hブリッジ回路31の他方の出力端と、第2の下側トランジスタQ4の入力端との間が第2のコンデンサC2で接続されている。
Therefore, as shown in FIG. 8 in which parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, in the
具体的に、本実施の形態によるモータ駆動回路30の場合、第1の上側トランジスタQ1のコレクタ及び第1の下側トランジスタQ3のコレクタの接続中点P1と、第1の下側トランジスタQ3のベースとの間には所定容量を有する第1のコンデンサC1が接続されると共に、第2の上側トランジスタQ2のコレクタ及び第2の下側トランジスタQ4のコレクタの接続中点P2と、第2の下側トランジスタQ4のベースとの間には第1のコンデンサC1と同じ容量を有する第2のコンデンサC2が接続されている。
Specifically, in the case of the
かくしてこのモータ駆動回路30においては、光ディスク装置の電源がオフされた状態において人手によってローディングモータ31が回転駆動されたときに当該ローディングモータの31両端子間に発生した図9に示すような逆起電力による電圧V30が、第1及び第2のコンデンサC1,C2をそれぞれ介して第1及び第2の下側トランジスタQ3,Q4のベースに入力する。
Thus, in this
この結果、ローディングモータの逆起電力の電圧V30が低減され、この電圧V30を第1の上側トランジスタQ1のエミッタ及びコレクタ間に接続された第1の保護ダイオードD1において所定電圧VF分だけ降下した電圧V31が信号処理IC6に印加される。従って、図9に示すように、このとき信号処理IC6に印加される上述の起電力に基づく電圧V31が信号処理IC6の最大定格電源電圧V3よりも小さくなるため、かかるローディングモータ31の逆起電力によって信号処理IC6の誤動作や故障が生じることを有効かつ未然に防止することができる。
As a result, the voltage V30 of the back electromotive force of the loading motor is reduced, and this voltage V30 is lowered by a predetermined voltage VF in the first protection diode D1 connected between the emitter and collector of the first upper transistor Q1. V31 is applied to the
以上のように本実施の形態によるモータ駆動回路30によれば、人手によってローディングモータ31が回転駆動されたときに当該ローディングモータ31の両端子間に発生した逆起電力に基づいて信号処理IC6に印加される電圧V31の最大値を信号処理IC6の最大定格電源電圧V3よりも小さくすることができ、かくしてローディングモータ31の逆起電力によって信号処理IC6が誤動作したり、信号処理IC6に故障が発生することを有効かつ未然に防止することができる。
As described above, according to the
(3)他の実施の形態
なお上述の第1及び第2の実施の形態においては、本発明を光ディスク装置のトレイ開閉機構のローディングモータを駆動するモータ駆動回路に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のモータ駆動回路に広く適用することができる。
(3) Other Embodiments In the first and second embodiments described above, the case where the present invention is applied to a motor drive circuit for driving a loading motor of a tray opening / closing mechanism of an optical disk apparatus will be described. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to various other motor drive circuits.
また上述の第1の実施の形態においては、ローディングモータ2において発生した逆起電力の電圧を、第1の上側トランジスタQ1及び第1の下側トランジスタQ3の接続中点P1や第2の上側トランジスタQ3及び第2の下側トランジスタQ4の接続中点P2からグランド側(グランドラインVgrand)に接続される対応する第1又は第2の下側トランジスタQ3,Q4の入力端に伝達する電圧伝達素子として第1及び第2の抵抗R1,R2を適用し、第2の実施の形態においては、かかる電圧伝達素子として第1及び第2のコンデンサC1,C2を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の回路素子を広く適用することができる。
In the first embodiment described above, the voltage of the counter electromotive force generated in the
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、Hブリッジ回路11,32を構成するスイッチ素子としてトランジスタを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、かかるスイッチ素子として、この他FET(Field Effect Transistor)やMOS(Metal Oxide Semiconductor)、リレーなど広く適用することができる。
Further, in the first and second embodiments described above, the case where a transistor is applied as a switch element constituting the
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、本発明をHブリッジ回路11,32を備えるモータ駆動回路10,30に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばHブリッジ回路11,32に代えて、直列接続された2つのスイッチ素子からなるモータ駆動回路にも適用することができる。
Further, in the first and second embodiments described above, the case where the present invention is applied to the
さらに上述の第1の実施の形態においては、モータがDCモータである場合について述べたが、本発明はこれに限らず、モータがACモータである場合においても、同様に電圧伝達素子として抵抗を用いた構成を適用することができる。 Further, in the first embodiment described above, the case where the motor is a DC motor has been described. However, the present invention is not limited to this, and even when the motor is an AC motor, a resistor is similarly provided as a voltage transmission element. The configuration used can be applied.
10,30……モータ駆動回路、2,31……ローディングモータ、11,32……Hブリッジ回路、4,5……出力段駆動用アンプ、6……信号処理IC、D1〜D4……保護ダイオード、Q1,Q2……上側トランジスタ、Q3,Q4……下側トランジスタ、Vcc……電源ライン、Vgrand……グランドライン。 10, 30 ... Motor drive circuit, 2, 31 ... Loading motor, 11, 32 ... H-bridge circuit, 4, 5 ... Output stage drive amplifier, 6 ... Signal processing IC, D1-D4 ... Protection Diode, Q1, Q2 ... Upper transistor, Q3, Q4 ... Lower transistor, Vcc ... Power supply line, Vgrand ... Ground line.
Claims (5)
前記モータにおいて発生した逆起電力の電圧を、前記2つのスイッチ素子の接続中点から前記2つのスイッチ素子のうちのグランド側に接続される他方のスイッチ素子の入力端に伝達する電圧伝達素子
を備え、
前記他方のスイッチ素子は、前記電圧伝達素子を介して伝達された前記モータにおいて発生した逆起電力の電圧に基づいてオン動作する
ことを特徴とするモータ駆動回路。 At least one set of two switch elements connected in series, a diode connected in parallel to one of the two switch elements connected to the power supply side, and the two switch elements In the motor drive circuit in which the terminal of the motor to be driven is connected to the connection midpoint of
A voltage transmission element for transmitting a voltage of the counter electromotive force generated in the motor from an intermediate connection point of the two switch elements to an input terminal of the other switch element connected to the ground side of the two switch elements; Prepared,
The other switch element is turned on based on a back electromotive force voltage generated in the motor transmitted via the voltage transmission element.
前記電圧伝達素子は、抵抗である
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動回路。 The motor is a DC motor;
The motor drive circuit according to claim 1, wherein the voltage transmission element is a resistor.
前記電圧伝達素子は、コンデンサである
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動回路。 The motor is an AC motor;
The motor drive circuit according to claim 1, wherein the voltage transmission element is a capacitor.
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動回路。 The motor drive circuit according to claim 1, wherein the two switch elements connected in series constitute an H-bridge circuit together with the other two switch elements connected in series.
前記電圧伝達素子は抵抗である
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動回路。 The motor is an AC motor;
The motor drive circuit according to claim 1, wherein the voltage transmission element is a resistor.
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